２０１３専門講座 ２ DICOM中級 - タグ情報の利用方法 日本画像医療システム工業会(JIRA) DICOM委員会 鈴木 真人 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 はじめに • この講座は 医用画像を扱う実務に携われている方々に 対して 業界デファクトスタンダードである DICOM規格の 詳細、特にIODに依存したタグをご説明するものです。 DICOMの基本知識を持った中級の方を対象としていま す。 • この資料内で参照している情報は各団体や各社が一般 に公開しているものです。技術的な参照目的以外の意 図はありませんのでご了承下さい。 • ご紹介する規格やガイドラインは日々更新されています。 実務の設計に際してはそれぞれのH.P.から最新版をダ ウンロードしてお使い下さい。 • 本PDFは当日資料から若干修正されています。 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 2 目次 １） ２） ３） ４） ５） ６） DICOMの復習 DICOMタグの分類 モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IHEにおける固有タグの利用 （番外） 最近のIODのご紹介 Q&A 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 3 １） DICOMの復習 簡単な歴史 • １９７０年代 ： 医用画像がデジタル化され、モニタで観察 するようになってきた。 同じメーカの装置をつなげる試みがされた。 • １９８０年代 ： ACR（ユーザ団体）とNEMA（ベンダ団体）が ベンダ間接続を目指した共通の通信規格を 制定した。 （ACR-NEMA規格V1 １９８３） • １９９０年代 ： ACR-NEMA V2 １９９８ で画像や文字情報 の扱い方がほぼ確定した。 NEMAが DSC（DICOM Standards Committee)を 設立し、新たな規格作りに着手した。 DSCがDICOM初版を１９９８年に公開した。 • ２０００年代 ：DICOM２０００、２００１と進化し２０１１に至る 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 4 １） DICOMの復習 規格書の構成 • DICOM規格は現在１８章から成っています。(抜けあり） DICOM２０１１ PS3.5 とは 2011年度版DICOMの 第5章 （Part of Standard）を示します。 • 表の ○：一度読んでおくと以降の理解に役立つ部分 ◎： 手元（PC)にあると参照に便利な情報 タイトル PS PS タイトル 3.1 序文と概要 ○ 3.11 可搬媒体応用 3.2 適合性 ○ 3.12 可搬媒体物理構造 3.3 情報オブジェクト ○◎ 3.14 グレースケール表示関数 3.4 サービスクラス ○◎ 3.15 セキュリティ 3.5 データ構造と符号化 ◎ 3.16 コンテンツマッピング 3.6 データ辞書 ◎ 3.17 詳細説明資料 3.7 メッセージ交換 3.18 webアクセス 3.8 ネットワーク通信 3.19 アプリケーションホスト 3.10 可搬媒体ファイル構造 3.20 レポート変換 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 5 １） DICOMの復習 • PS3.19 Application Hosting – – ＰＳ3.19 Platform independence – the API is defined in such a way that it is not dependent on any particular computing platform or operating system. The interfaces are defined as a set of methods using Web Services Description Language (WSDL). The implementers shall change the end point references (i.e., the “location” XML Attribute within the “address” XML Element within the “port” XML Elements of a “service” XML Element) in the WSDL specification as needed to deploy Hosted Applications and Hosting Systems that utilize these interfaces. WS上のアプリソフトの移植を簡単にする （ハード依存やOS依存を排除する） WSDL言語を用いて ・ アプリソフトの動作環境 ・ データの所在 ・ データの属性 をホストシステム to/from アプリソフト で伝達する 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 6 １） DICOMの復習 ＰＳ3.19 どのWSでも いつものアプリソフトが使える どのアプリでも 好きなWSで使える WSーA アプリケーション バンク アプリソフトーA PS3.19で規定 したAPI WSーB アプリソフトーB WS利用の効率化 アプリソフト開発の効率化 アプリソフトーC （アプリソフトをDICOMプロトコル で送るわけではない） 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 7 １） DICOMの復習 ＰＳ3.20 • PS 3.20 データの DICOM／HL7間 変換 – DICOM SR template2000 ｖｓ HL7 CDA R2 – 現在は DICOM SR を HL7にマッピングするテーブル を定義 （逆方向は今後に規格化予定 ？？） DICOMのpatient name(0010,0010) は HL7の PSN エンティティの name属性 に PN フォーマットでマッピングする 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 8 １） DICOMの復習 ＰＳ3.20 DICOMの世界で作られていた（放射線関連に限られていた）レポート （Structured Report：SR） をその他のレポート、投薬、入院情報など を保管する HISのデータベースに合流できる （ 一般的に管理が PACSから HIS/RISに移行する ） HL7 get DICOM Storage PACS HIS/RIS DICOM Structured Report (SR) HL7 CDA R2 Clinical Report PS3.20に従う変換 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 9 １） DICOMの復習 超概要 • 超簡単に言うと DICOMは 医用画像について オブジェクト – どの画像・情報を サービス – どうしたいか CT画像 マンモ画像 患者情報 検査情報 被ばく情報 レポート 保存して 探して 印刷して 送って の組み合わせを定義し、 コンフォーマンス ステートメント （Ｃ／Ｓ） • これらを装置ごとに宣言する 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 10 １） DICOMの復習 和文の掲載場所 ① JIRA ホームページ http://www.jira-net.or.jp/index.htm ① ② ③ 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 11 １） DICOMの復習 まとめ DICOMは 何を オブジェクト どうする サービス の集まり PS3.3 とPS3.5 PS3.4 タグの辞書は モダリティごとの詳細は PS3.6 PS3.17 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 12 １） ２） ３） ４） ５） ６） DICOMの復習 DICOMタグの分類 モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IHEにおける固有タグの利用 （番外） 最近のIODのご紹介 Q&A 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 13 ２） DICOMタグの分類 PS 3.3 • PS 3.3では 情報オブジェクトを定義している。 – DICOMは オブジェクト と サービスの組み合わせで機 能を定義している。 – 現在定義されているオブジェクトは PS3.3の目次を追 えば概要が理解できる。 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 14 ２） DICOMタグの分類 オブジェクトの構造 一つのDICOM Object （一枚の画像 ・ 一人の患者情報） 伝送の順序 データ データ データ データ 要素 要素 要素 要素 データ データ データ 要素 要素 要素 画像も一つの データ要素 データ要素 Tag VR Value Length Value Field データ表現方式 VR (Value Representation ） PN: Person Name DA： Date LO: Long String (Max.64) 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 15 ２） DICOMタグの分類 PS3.5 • ＰＳ３．５では PS3.3オブジェクトのデータ構造と 表現方式を詳細定義している。 Common Module CT Image Object II SOP Common Module Patient Module Image Info. Module ： Image Pixel Module SOP Instance UID (0008,0018) 必須 SOP Class UID (0008,0016) 必須 ： Patient Module Patient Name (0010,0010) 任意 PN Patient ID (0010,0020) 任意 LO Patient Birth date (0010,0030) 任意 DA 必須 OW ： Pixel Module Pixel Data 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 (7FE0,0010) 16 ２） DICOMタグの分類 SOP Common module Patient module Visit module Study module Study IE module Series IE module Equipment module Image Pixel module Contrast module Multi-Frame module M.F. Functional module Color LUT module その他 モジュール SOP Instance UID (0008,0018) Patient ID (0010,0020) Admitting Date (0038,0020) Requested Procedure ID (0040,1001) Study Instance UID (0020,000D) Modality (0008,0060) Model Name (0008,1090) Pixel Data (7FE0,0010) Contrast/Bolus Agent (0018,0010) Number of Frames (0028,0008) Shared Functional Groups SQ (5200,9229) Red LUT Table Descriptor (0028,1101) 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 17 ２） DICOMタグの分類 必須/オプション モジュール PS3.3 TableA.1 横軸にモダリティ、 縦軸に必須／オプション のモジュール が書いてある これは 表の上半分 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 18 ２） DICOMタグの分類 必須/オプション モジュール PS3.3 TableA.1 各モダリティのIOD に必須／オプション のモジュール これは表の下半分 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 19 ２） DICOMタグの分類 必須/オプション モジュール CTを例に 必須／オプション のモジュールを 書き出してみる 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 20 ２） DICOMタグの分類 必須/オプション モジュール 同じく Enhanced CT について 必須／オプションの モジュールを書き出して みる 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 21 ２） DICOMタグの分類 まとめ DICOMタグをグループ化したのがモジュール オブジェクトごとに 必須とオプションの モジュール が決まっている モジュールは使い勝手を向上させるために 新たなものが設定されている 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 22 目次 １） ２） ３） ４） ５） ６） DICOMの復習 DICOMタグの分類 モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IHEにおける固有タグの利用 （番外） 最近のIODのご紹介 Q&A 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 23 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 モダリティに固有のモジュールは何の為にあるのか ⇒ モダリティ固有の診断情報を記述するため ⇒ モダリティ特有の処理を簡単に記述するため 例： MAMMO画像（MG)の表示 マルチフレームMR（Enh.MR)のシネ表示 新たな画像処理・表示形態を自由に記述する 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 24 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 MG MG画像は ① 撮影方法が国際的に統一されている ② 表示フォーマットが国際的に統一されている ③ 上記情報が登録され 管理されている これらを使うことによって ④ DICOM はこれらの外部情報を参照すること (タグに入れること）により MWM で 撮影方法を指示すること や 表示フォーマットを自動で指定することが できる 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 25 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 MG 撮影：LMO ＆ CC 表示：LMO（RL) ＞ CC（RL) 管理：SNM３ SNOMED V3 LMO LMO RIGHT LEFT CC CC RIGHT LEFT マンモ画像は DICOMタグ だけで ・撮影方法を指示 ＆ ・自動表示に対応している 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 26 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 SNM3 • SNOMED Ver3 (Systematized Nomenclature of Medicine） • IHTSDO(International Health Terminology Standards Development Organization)が WHO と共に医学用語を管理している。 http://www.ihtsdo.org/ ・ 医学用語 や 方向、処理方法などがコード化され ている。 ・DICOMではSRTと表記される（昔はSNM3だった） 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 27 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 CRｖｓMG DICOM 画像情報モジュール： ー MG画像では表示フォーマットの指定ができる ー CR画像では表示に関する指示情報はない CR Image Info Module 名称 濃度変換 撮影方向 管電圧 管電流 Cassette Size タグ番号 (0028,0004) (0018,5101) (0018,0060) (0018,1151) (0018,1403) 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 データ例 MONOCHROME2 PA １５０ ８０ 35CMX43CM 28 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 CRｖｓMG MG画像の Image Info. Module 1枚目 2枚目 3枚目 4枚目 名称 タグ番号 入力例 画像種別 (0008,0008) MG MG MG 画像位置 (0020,0062) RIGHT LEFT RIGHT MG LEFT 設定有 設定有 設定有 R-10242 R-10242 SRT CC 表示コード (0054,0220) 設定有 >表示方向 (0008,0100) R-10226 R-10226 SRT >定義元 (0008,0102) SRT >表示説明 (0008,0104) LMO 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 LMO SRT CC 29 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 MG 撮影：LMO ＆ CC 撮影順序は自由 PACSへの転送順序も自由 表示：LMO（RL) ＞ CC（RL) DICOMタグの 画像位置 と 表示方向 を見れば正しく並ぶ LMO LMO RIGHT LEFT CC CC RIGHT LEFT これが行われる条件： モダリティ＝MG CRではうまく行かない 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 30 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 XA Angioでサブトラをする ＜検査＞ マスク画像を撮影する 造影画像を撮影する 画像を保存する ＜診断＞ サブトラクションする 追加保存する 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 31 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 XA マスク画像が指定できて （＝フレーム番号） ピクセル単位の位置修正が記憶できて 自動的にサブトラ画像がシネ表示できたら 便利 これをやってくれるのが マスク モジュール 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 32 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 Ty pe XA Attribute Tag Description >Mask Operation (0028,6101) 1 >Applicable Frame Range (0028,6102) 1C Multivalued attribute specify a beginning and ending frame number >Mask Frame Numbers (0028,6110) 1C frame numbers of the pixel data used to generate mask >Contrast Frame Averaging (0028,6112) 3 number of contrast frames to average together >Mask Sub-pixel Shift (0028,6114) 3 A pair of floating point numbers specifying vertical and horizontal pixel shift >Mask Selection Mode (0028,9454) 3 ・Average Subtraction ・Time Interval Differencing ・Reversed Time Interval Differencing ・SYSTEM ・USER 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 33 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 XA マスク モジュール が使えるモダリティはあまりない 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 34 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 RF RFシネで指定したところから自動再生させたい ループ表示や折り返し表示を指定したい 初期フレームを指定したい フレームレートも指定したい こんな指定をするのが マルチフレームプレゼンテーション モジュール （XA,XRFマルチフレームのみに設定されている） 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 35 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IO 今後 使い勝手が向上していく予定のモダリティ IO （デンタル） 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 36 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IO DICOMにも歯列の定義（ISO３９５０）はある しかし 現実には普及していない 歯列番号の世界標準は・・・・ ① ISO ３９５０－１９８４ （口内４象限＋固有番号） ② 各国のデファクト表現 ⊥４５６ 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 37 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IO 各国、国内でも 撮影方法が標準化されていない 一つに絞らなくてもいいから 誰かが管理すべき 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 38 ３） モダリティ固有タグの詳細と利用方法 まとめ モダリティ固有の情報をうまく使うと 標準的な画像表示が自動化できる 特定の画像処理を自動化できる 自分でマクロを組むように処理を記述できる 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 39 １） ２） ３） ４） ５） ６） DICOMの復習 DICOMタグの分類 モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IHEにおける固有タグの利用 （番外） 最近のIODのご紹介 Q&A 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 40 ４） IHEにおける固有タグの利用 概要 • IHE のプロファイルは 良く行われる一連の作業 を HL7 とDICOMの機能のシーケンスで記述し て標準化したもの • 代表的なものに – SWF 予約ベースの検査 – MAMMO マンモ検査の画像を規則どおりに表示 – CPI 画像がモニタによらず 同じ様に見える設定 – PDI メディアによる画像の受け渡し など 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 41 ４） IHEにおける固有タグの利用 SWF IHEは医療現場の実務をベースにガイドラインを 作っているので DICOMの発想とは違う点がある 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 42 ４） IHEにおける固有タグの利用 CPI CPI 画像がモニタによらず 同じ様に見える設定 厳密なことを言えば モニタごとの最大輝度やコントラスト 性能は違うので 完全に同じ輝度の画像は期待できないが ウィンドウ条件を共通にすることで それなりに似た階調で 表示できる 元の画像にひも付いた ウィンドウ条件が独立して扱えれば よい 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 43 ４） IHEにおける固有タグの利用 PDI DICOMとしての外部保存メディアの決まり（抜粋） １）メディアのrootに DICOMDIRを置くこと ２）個々のファイルは DICOM準拠とすること ３）患者数やマルチスライスなどの制限なし ４）暗号化やパスワードのオプションあり ５） DC-R、DVD,USB、BD など 技術の進歩に合わせて追加 ＩＨＥとしてのＰＤＩの決まり（抜粋） １）CD-Rメディア(ISO9660L1準拠)に限定する。 ２）DICOM形式以外のファイルも記録できる。 （webブラウザでのメディア内画像の表示に対応） ３）患者に渡すメディアは、他の患者のデータを含まない。 ４）ビューイングアプリケーション自動起動の禁止 ５）データの暗号化及びアクセス制限は扱わない。 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 44 ４） IHEにおける固有タグの利用 まとめ １） IHEが要求するタグは実際の運用に沿ったもの であり、DICOM規格より厳しいが常識的なもの である。 ２） 運用の範囲を限定（＆標準化）すれば 個々の 施設のクセ が薄くなり 標準製品の導入が簡単 になる。 こうした標準モジュールの積み重ねが 医療行為全体の標準化につながる。 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 45 １） ２） ３） ４） ５） ６） DICOMの復習 DICOMタグの分類 モダリティ固有タグの詳細と利用方法 IHEにおける固有タグの利用 （番外） 最近のIODのご紹介 Q&A 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 46 ５） （番外） 最近のIODのご紹介 OCT モダリティ： OCT Optical Coherence Tomography （IVUS) 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 47 ５） （番外） 最近のIODのご紹介 mammo Tomo モダリティ ：MG SOP ：Breast Tomosynthesis Image http://breast-cancer-research.com 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 48 ５） （番外） 最近のIODのご紹介 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • DoseSR Line 500+ (fffe,e000) na (Item with explicit length #=4) # 206, 1 Item これで一つの値が表現される (0040,a010) CS [CONTAINS] # 8, 1 RelationshipType (0040,a040) CS [NUM] # 4, 1 ValueType (0040,a043) SQ (Sequence with explicit length #=1) # 70, 1 ConceptNameCodeSequence DLPを記入するSQを開始 (fffe,e000) na (Item with explicit length #=3) # 62, 1 Item (0008,0100) SH [113813] # 6, 1 CodeValue (0008,0102) SH [DCM] # 4, 1 CodingSchemeDesignator (0008,0104) LO [CT Dose Length Product Total] # 28, 1 CodeMeaning (fffe,e00d) na (ItemDelimitationItem for re-encoding) # 0, 0 ItemDelimitationItem (fffe,e0dd) na (SequenceDelimitationItem for re-encod.) # 0, 0 SequenceDelimitationItem (0040,a300) SQ (Sequence with explicit length #=1) # 84, 1 MeasuredValueSequence (fffe,e000) na (Item with explicit length #=2) # 76, 1 Item (0040,08ea) SQ (Sequence with explicit length #=1) # 48, 1 MeasurementUnitsCodeSequence DLPの単位は mGycm (fffe,e000) na (Item with explicit length #=3) # 40, 1 Item (0008,0100) SH [mGycm] # 6, 1 CodeValue (0008,0102) SH [UCUM] # 4, 1 CodingSchemeDesignator (0008,0104) LO [mGycm] # 6, 1 CodeMeaning (fffe,e00d) na (ItemDelimitationItem for re-encoding) # 0, 0 ItemDelimitationItem (fffe,e0dd) na (SequenceDelimitationItem for re-encod.) データの値は # 0, 0 SequenceDelimitationItem 1001.50 (0040,a30a) DS [1001.50] # 8, 1 NumericValue (fffe,e00d) na (ItemDelimitationItem for re-encoding) # 0, 0 ItemDelimitationItem (fffe,e0dd) na (SequenceDelimitationItem for re-encod.) # 0, 0 SequenceDelimitationItem 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 49 番外２） サンプル画像の入手方法 一般的にモダリティが出しているタグ の実例を見たい タグダンプツールを使ってみたいが サンプルヘッダが欲しい 1) DICOM で検索 2) JIRAホームページから DICOMの世界に飛ぶ 3) DICOM 勉強会資料をクリック 4) DICOM委員会提供の サンプルデータをダウンロード 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 50 全体のまとめ １． DICOM規格の基礎の復習をしました。 ２． DICOMタグをうまく使うと 検査以降の処理が 自動化・省力化できることを示しました。 ３． 最近の話題や サンプル画像のありかなどを ご紹介しました。 DICOM や IHE を使った標準化を通じて 各人の 業務環境の効率化・改善を目指してください。 JIRAは資料やデータの提供を通じて皆様を 支援していきます。 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 51 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 ご清聴 ありがとうございました。 Q＆A？ 2013 専門講座2 DICOM中級―タグ情報の利用方法 52
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